En este artículo:
- El cliente
- ¿Qué es el dragado?
- Exploración de diversos tipos de dragas para la eliminación eficaz de sedimentos
- Dragado automatizado: Pioneros en eficiencia y sostenibilidad
- Las exigencias de la aplicación
- Ventajas de las automatizaciones de dragado
- Nuestra solución
El cliente
El cliente ha introducido recientemente su flota inaugural de dragas automatizadas, diseñadas específicamente para una iniciativa de recuperación cuyo objetivo es la eliminación y el tratamiento de una capa contaminada, el transporte de agua y la posterior aplicación de una capa uniforme de arena, grava precalibrada, carbón activo y una cubierta de piedra protectora. Este ambicioso proyecto de rehabilitación abarca un área de aproximadamente 1,5 millones de metros cúbicos y se extiende por más de 250 acres, principalmente en terrenos poco profundos que requieren una navegación cuidadosa.
Para garantizar el perfecto funcionamiento de estos sistemas de dragado, se dispondrá de una monitorización continua y una visualización de datos en tiempo real en un sitio web remoto. Cada draga estará equipada con capacidades de adquisición de datos en directo a bordo y un sistema de control integrado, orientado a optimizar la eficiencia y reducir los gastos operativos.
Las dragas están equipadas con sistemas avanzados de control de caudal, que ajustan dinámicamente la velocidad de la bomba de dragado en función del caudal y la densidad del lodo. La automatización de este proceso está destinada a reducir significativamente el consumo de energía, manteniendo al mismo tiempo una tasa de producción constante. Al automatizar la dilución de los lodos y el control de la velocidad de las bombas, los operarios de las dragas podrán maximizar la velocidad de excavación.
Además, la integración del posicionamiento GPS y la cartografía digital, facilitada por el sistema de adquisición de datos, ofrecerá una ayuda inestimable a los operarios e ingenieros topógrafos para gestionar eficazmente el posicionamiento de la excavadora y las zonas de escombros a lo largo del proyecto de dragado.
Además, los sistemas de control servirán como plataforma de registro integral, registrando los fallos del equipo, las alarmas y las horas de funcionamiento. Estos datos resultarán indispensables para el personal de mantenimiento, ya que les ayudarán a mantener la maquinaria de dragado con la máxima eficiencia operativa.
¿Qué es el dragado?
El dragado es el proceso indispensable para eliminar los sedimentos acumulados en el lecho y las orillas de masas de agua como ríos, lagos y arroyos. Esta tarea crucial emplea equipos de dragado especializados, que aprovechan la potencia de la tecnología de vacío para extraer y bombear eficazmente los sedimentos y residuos no deseados.
La sedimentación, un fenómeno natural, provoca con el tiempo la acumulación gradual de limo, arena y escombros en el lecho de ríos, lagos, canales y arroyos. La acumulación excesiva de sedimentos puede desencadenar una serie de consecuencias adversas. Puede reducir la profundidad de las vías navegables, obstruyendo la navegación fluida de los barcos, y potencialmente provocar contaminación, lo que supone riesgos significativos para los ecosistemas acuáticos. En las zonas costeras, la acumulación de sedimentos puede acelerar la erosión de las playas.
Para preservar la integridad de las vías navegables y proteger la vida acuática, es primordial gestionar eficazmente la sedimentación mediante el dragado. Muchas actividades cotidianas dependen de la funcionalidad de las vías navegables, que desempeñan funciones vitales como el transporte de mercancías, la pesca comercial y el ocio. Por desgracia, estas vías navegables esenciales suelen ser víctimas de la acumulación de sedimentos, lo que dificulta la navegación y a veces supone una amenaza para el medio ambiente.
Para garantizar la salud de las vías navegables y facilitar las actividades comerciales, a menudo es urgente hacer frente a la acumulación de sedimentos. El dragado surge como una solución rápida y eficaz para la eliminación de sedimentos, ofreciendo una variedad de métodos de dragado adaptados a este fin.
El proceso de eliminación de sedimentos se centra en el despliegue de una draga, que excava los sedimentos y escombros acumulados. Las dragas están diseñadas para funcionar parcial o totalmente bajo el agua, lo que permite a los operarios recoger sedimentos de forma eficaz y trasladarlos a las zonas designadas. Una vez finalizadas las operaciones de dragado, el sedimento reubicado puede encontrar diversas aplicaciones valiosas.
¿Para qué sirve el dragado?
El dragado desempeña un papel vital en varias industrias, dejando una huella significativa en numerosos sectores. Estas aplicaciones abarcan
- Mantenimiento de las vías navegables existentes: El dragado desempeña un papel fundamental en la conservación de las vías fluviales al eliminar los residuos acumulados. Devuelve a las masas de agua su profundidad y estado originales, al tiempo que elimina eficazmente la vegetación muerta, los contaminantes y la basura.
- Creación de nuevas vías navegables: Los puertos están ampliando sus infraestructuras mediante el dragado para crear nuevas vías navegables. Este enfoque estratégico mejora el acceso a los nuevos centros comerciales y optimiza el transporte de mercancías. El dragado garantiza el atraque seguro de buques de todos los tamaños.
- Aumento de la profundidad de las vías navegables: La acumulación de sedimentos puede reducir la profundidad de las vías navegables, con el consiguiente riesgo de inundaciones. El dragado elimina los residuos acumulados, devolviendo a la masa de agua su profundidad original y mitigando los riesgos de inundación.
- Limpieza de estanques y lagunas: Los estanques y lagunas estancados desarrollan a menudo olores desagradables y condiciones turbias debido a los sedimentos acumulados. El dragado rejuvenece estas masas de agua, promoviendo un entorno más saludable.
Además, los procedimientos de dragado encuentran aplicaciones especializadas, sobre todo en contextos industriales y esfuerzos de preservación del medio ambiente.
Aplicaciones industriales del dragado
Los equipos de dragado son versátiles y sirven para diversas funciones industriales vitales:
- Excavación: El dragado prepara las obras de construcción de puentes, muelles y embarcaderos realizando tareas esenciales de excavación submarina, lo que facilita el trabajo de base del proyecto.
- Mejora de las vías navegables para embarcaciones más grandes: El dragado profundiza y ensancha las vías navegables, permitiendo el paso de buques de carga más grandes, lo que repercute positivamente en la economía y garantiza la navegabilidad durante la marea baja.
- Recogida de materiales de construcción: La eliminación de sedimentos recoge materiales de construcción esenciales, como arena, grava y escombros, a menudo utilizados en la producción de hormigón para diversos proyectos de construcción.
- Mantenimiento de canales: Los canales, susceptibles a la acumulación de sedimentos y escombros, se benefician del dragado para mejorar las condiciones de las vías navegables para una amplia gama de tráfico de embarcaciones.
- Extracción de metales preciosos: En determinadas masas de agua, los sedimentos pueden contener metales preciosos como oro y diamantes. El dragado constituye una valiosa herramienta para excavar estos sedimentos ricos en minerales, contribuyendo así a las operaciones mineras.
La versatilidad de los equipos de dragado los convierte en un activo valioso en numerosos sectores industriales.
Beneficios medioambientales del dragado
El dragado resulta ser una valiosa herramienta para mejorar y mantener los ecosistemas acuáticos, ofreciendo múltiples beneficios medioambientales:
- Mejora de la calidad del agua: El dragado elimina los contaminantes procedentes de vertidos químicos, acumulación de aguas residuales, materia vegetal en descomposición y escorrentía de aguas pluviales, mejorando significativamente la calidad general del agua.
- Preservación del ecosistema: El dragado contribuye a la salud del ecosistema eliminando basura, lodo, vegetación muerta y otros desechos. Fomenta la limpieza del agua, protege los hábitats de la fauna local y mitiga la eutrofización, es decir, el exceso de nutrientes en el agua causado por la escorrentía.
- Restauración del litoral: El dragado devuelve las playas a su estado original, invirtiendo los efectos de la erosión del suelo causada por tormentas, explotaciones mineras en alta mar y desastres provocados por el hombre. Esta preservación del ecosistema local beneficia a la fauna acuática y vegetal autóctona.
- Eliminación de basura: El dragado desempeña un papel fundamental en el mantenimiento de vías fluviales limpias al eliminar eficazmente la basura y los escombros de debajo de la superficie del agua.
El dragado surge como un poderoso aliado en la búsqueda de la protección y revitalización de nuestros preciosos entornos naturales.
Mecánica de la eliminación de sedimentos mediante dragado
El dragado es un método eficaz para eliminar el exceso de sedimentos y escombros de las masas de agua, y desempeña un papel fundamental en el mantenimiento del equilibrio ecológico. Este proceso emplea equipos de dragado especializados equipados con una bomba sumergible y un tubo de transporte, lo que garantiza la extracción sin fisuras y la eliminación responsable de los sedimentos. El cumplimiento de las leyes y normativas locales, estatales y federales es primordial para garantizar la correcta manipulación de los materiales dragados, minimizando el impacto medioambiental.
A continuación se ofrece una descripción detallada de cómo el dragado elimina eficazmente los sedimentos al tiempo que garantiza el cumplimiento de la normativa medioambiental:
1. Funcionamiento de bombas sumergibles: El corazón del proceso de dragado reside en la bomba sumergible, diseñada para succionar con pericia los residuos de la profundidad del agua. Esta bomba de alta potencia aspira eficazmente los sedimentos y escombros, preparándolos para su posterior eliminación.
2. Transporte a la superficie: Un tubo de transporte especializado se conecta a la bomba sumergible, facilitando el rápido ascenso de los sedimentos desde su lugar de reposo bajo el agua hasta la superficie. Este proceso de transporte sin interrupciones garantiza una recuperación eficaz de los sedimentos.
3. Desprendimiento de sedimentos: Para iniciar la retirada de sedimentos, el operador de dragado baja estratégicamente un cabezal de corte giratorio en la masa de agua. Este cabezal de corte, diseñado con precisión, afloja metódicamente los sedimentos y desplaza los residuos, preparándolos para la extracción. Este paso garantiza una limpieza a fondo de la masa de agua.
4. Extracción y eliminación: La bomba sumergible, ahora cargada de sedimentos y residuos, transporta el material a la superficie para su procesamiento y eliminación final. El proceso de eliminación responsable cumple todas las normativas aplicables y protege el medio ambiente.
Al cumplir las estrictas normas medioambientales y emplear equipos de última generación, el dragado no sólo elimina eficazmente los sedimentos, sino que también preserva la integridad de nuestras masas de agua y ecosistemas.
¿Cómo funciona el dragado? Ilustración - Eagle Dynamic Solutions Image Copyright 2020.
Exploración de diversos tipos de dragas para la eliminación eficaz de sedimentos
La eliminación de sedimentos emplea una amplia gama de tipos de dragas, cada una de ellas diseñada de forma única para sobresalir en aplicaciones específicas. GeoForm International presenta una completa selección de equipos de dragado de primera calidad perfectamente adaptados a estas variedades comunes de dragas. Exploremos los principales tipos de dragas, optimizando nuestra comprensión de sus funciones:
1. Draga de succión plana: Esta variante se encuentra entre los equipos de eliminación de sedimentos más comunes. Funciona principalmente por la fuerza de succión, sin necesidad de herramientas que penetren o corten el fondo de la masa de agua. En su lugar, succiona eficazmente los residuos sueltos para eliminarlos sin problemas.
2. Draga de corte-aspiración: Un tipo de draga especializada equipada con una herramienta de corte que afloja con pericia el material del fondo de la masa de agua. El material desprendido se transporta a la boca del aparato de succión. Las dragas de succión por corte resultan inestimables cuando se trata de superficies duras que impiden una succión eficaz por medios convencionales.
3. Draga de succión de barrena: La draga de succión por tornillo sinfín adopta un enfoque distintivo, penetrando en el lecho para desalojar y succionar eficazmente los residuos. Su tornillo sinfín giratorio puede penetrar profundamente en la superficie, lo que la convierte en una opción excelente para aplicaciones de eliminación de sedimentos pesados, especialmente en contextos como plantas de tratamiento de aguas residuales y entornos similares.
4. Draga Jet-Lift: Aprovechando la tecnología de vanguardia, la draga Jet-Lift aprovecha una corriente de agua de gran volumen para arrastrar el agua, el limo y los residuos cercanos, garantizando una eliminación de sedimentos eficaz y potente. Este enfoque innovador promete resultados rápidos y eficaces.
Dragado automatizado: Pioneros en eficiencia y sostenibilidad
El sector del dragado está experimentando un cambio de paradigma con un número cada vez mayor de dragas de nueva construcción que adoptan la automatización. Estos sistemas automatizados de vanguardia revolucionan procesos de trabajo críticos, como el bombeo de lodos, el posicionamiento de la draga y la velocidad de giro del cabezal de corte. La automatización no se limita a las embarcaciones nuevas; las modernizadas también pueden beneficiarse de esta tecnología. ¿Cuál es el resultado? Dragados precisos, mayores niveles de seguridad, ahorro de combustible, reducción de las cargas administrativas y aceleración de los plazos de los proyectos, lo que reduce los costes y mejora el rendimiento de los proyectos.
Este impulso hacia la automatización ofrece un doble beneficio: no sólo racionaliza las operaciones y el consumo de combustible, sino que también contribuye a la reducción de las emisiones de carbono. Esto es especialmente pertinente cuando los buques se esfuerzan por cumplir los objetivos de reducción de gases de efecto invernadero (GEI) de la Organización Marítima Internacional (OMI), obligatorios para 2030 y 2050.
La OMI clasifica el transporte marítimo autónomo en cuatro grados:
Primer grado: buques con procesos automatizados y apoyo a la toma de decisiones. Los marinos están a bordo para manejar y supervisar los sistemas y funciones de a bordo. Algunas operaciones pueden estar automatizadas y ocasionalmente no supervisadas, con marinos preparados para asumir el control.
Segundo grado: Buques controlados a distancia con marinos a bordo. Estos buques se controlan y operan desde otro lugar, con marinos disponibles a bordo para gestionar los sistemas y funciones de a bordo.
Grado tres: Buques teledirigidos sin marinos a bordo. En este escenario, los buques se controlan y operan desde una ubicación remota, sin marinos físicamente presentes a bordo.
Grado cuatro: Buques totalmente autónomos. Buques con sistemas operativos capaces de tomar decisiones independientes y emprender acciones autónomas.
A medida que la tecnología de dragado automatizado sigue avanzando, no sólo impulsa la eficiencia, sino que también se alinea con los objetivos de sostenibilidad, dando pasos hacia una industria marítima más eco-consciente y eficiente.
Las exigencias de la aplicación
El cliente reconoce el imperativo de minimizar la intervención humana y las necesidades de mano de obra tanto durante el proyecto en curso como a largo plazo. Su objetivo es aumentar la seguridad, la productividad y la precisión en todas las actividades relacionadas con el proyecto.
El objetivo principal es aliviar la carga de las tareas de dragado que requieren mucha mano de obra mediante la automatización, lo que aumentará la productividad y reducirá el tiempo de inactividad.
El sistema integral de control de dragado abarcará un conjunto de componentes meticulosamente diseñados para recopilar, procesar y ejecutar tareas basadas en los datos adquiridos.
En el núcleo de este sistema de automatización, nuestra solución ocupa un lugar central. Actúa como eje central, recibiendo información y datos de los operadores, los sensores de la draga, los interruptores y varias unidades de procesamiento inteligentes. A continuación, procesa meticulosamente esta información y organiza el flujo continuo de datos y órdenes a los equipos de dragado y las interfaces de usuario.
Y lo que es más importante, nuestra solución está meticulosamente diseñada para funcionar sin problemas en las condiciones más duras, como humedad, temperaturas extremas, polvo y fuertes vibraciones. Esta robustez garantiza una funcionalidad y fiabilidad ininterrumpidas, con independencia de los difíciles factores ambientales.
Al adoptar la automatización de vanguardia, nuestro cliente está listo para revolucionar las operaciones de dragado, logrando una mayor eficiencia, seguridad y precisión sin precedentes durante todo el proyecto y más allá.
Ventajas de las automatizaciones de dragado
Automatización de la velocidad del cabezal de corte: Reducción del desgaste del cabezal de corte por exceso de velocidad y disminución de la potencia necesaria.
Supervisión y automatización de la restricción de la boca de succión: Aumentará el tiempo efectivo de dragado y reducirá el consumo de energía al eliminar el bombeo de sólo agua y lodo ligero.
Monitorización y automatización del arrastre de la escalera de dragado: Mejora del tiempo de dragado, elimina el desgaste de la escalera y de la tubería de succión debido al arrastre, al tiempo que reduce la necesidad de volver posteriormente a secciones transversales dragadas incorrectamente.
Automatización de la dilución del lodo de succión: ayudará a mantener el flujo de la tubería de dragado durante el derrumbe y el taponamiento del cortador y la boquilla; además, da al operador una mayor confianza para excavar a un nivel más alto, sabiendo que el lodo se diluirá si se vuelve viscoso.
Automatización de la velocidad de la bomba de dragado: La relación coste-beneficio de la automatización de la velocidad de la bomba es la más alta de todos los sistemas de automatización de dragado, ya que se pueden transportar densidades más altas a caudales más bajos con menos posibilidades de obstrucción de las tuberías, lo que reduce el coste energético y aumenta el rendimiento y el tiempo de actividad de la draga.
Supervisión del estado de las bombas de dragado: Reducción del tiempo de inactividad y del consumo de energía mediante la sustitución estratégica.
Velocidad de oscilación/Automatización de la producción: Aumenta el rendimiento de la draga maximizando los sistemas de excavación y adquisición de la draga.
Automatización de levantamientos hidrográficos: Proporciona a la dirección herramientas adicionales para predecir y mejorar la producción, ya que el sistema puede marcar zonas de baja producción o de tiempo de inactividad.
Automatización del contorno de la sección transversal: Libera al operario de la difícil tarea de cortar pendientes y dragar por exceso o por defecto. La principal ventaja es el aumento del arte de giro que puede utilizarse y la reducción de la posibilidad de tener que rehacer o limpiar una sección. Ambas ventajas aumentan la velocidad total de dragado.
Automatización del carro de perforación: Aumento de la densidad media del lodo gracias a una mayor precisión posicional.
Automatización de la draga convencional: Aumento de la productividad de la draga gracias al incremento de la precisión de la posición de la draga y del tiempo de bombeo del lodo.
Automatización del cable o cables de popa: Aumento de la producción y de la precisión posicional.
Automatización de la velocidad del agua de servicio: Aumento de la vida útil de la empaquetadura y reducción del consumo de energía de la bomba de servicio.
Monitorización de equipos, diagnóstico y programación del mantenimiento: Aumento de la eficiencia mediante mantenimiento predictivo.
Visualización y control remotos: Todos los datos de la draga, tanto históricos como en tiempo real, pueden visualizarse y actualizarse a través de una red. Se pueden añadir cámaras Ethernet para proporcionar información adicional sobre el entorno. En zonas aisladas, como las minas de arena y grava, toda la operación de dragado puede controlarse fácilmente de forma remota empleando y operando sólo por razones de seguridad y servicio.
Nuestra solución
El SEMIL-1708 es un ordenador extremadamente robusto de medio rack 2U con un diseño resistente al agua y al polvo con clasificación IP67. Equipado con una CPU Intel Xeon E o 9th/ 8th-Gen Core y acoplado al chipset Intel C246 para estaciones de trabajo, admite hasta 64 GB de memoria DDR4 ECC/no ECC.
El SEMIL-1708 incorpora el mejor diseño térmico de Neousys y ofrece flexibilidad de montaje, pudiendo montar en pared o en bastidor hasta dos SEMIL uno al lado del otro, adoptando un chasis resistente a la corrosión fabricado en acero inoxidable y aluminio para contrarrestar la humedad y la salinidad.
Ofrece una variedad de conectividad de E/S que utiliza conectores M12 para garantizar conexiones extremadamente resistentes en entornos de golpes y vibraciones, y tiene hasta ocho puertos PoE+ 802.3at para suministrar 25 W de potencia a los dispositivos conectados.
En cuanto a la expansión interna, cuenta con un zócalo M.2 M-key para admitir SSD NVMe y zócalos mini-PCIe para ampliar el conjunto de funciones. Además, el SEMIL-1708 cuenta con dos alojamientos SATA SDD/ HDD de 2,5″, entrada DC de amplio rango de 8-48V, lo que significa que cualquier fluctuación en la alimentación no afectará negativamente a la unidad ni a los datos que recibe.
También dispone de control de potencia de encendido y cumple las normas MIL-STD-810G (certificación militar) y EN50155 (lo que significa que también está certificado para funcionar en trenes).
Además, está equipado con el innovador SAI* basado en SuperCAP de Neousys, que contiene energía almacenada de 2500 vatios-segundo para sostener o apagar con seguridad el sistema durante cortes de energía imprevistos.
El SEMIL-1708 está protegido contra el agua, el polvo, las altas/bajas temperaturas (temperatura amplia), los golpes/vibraciones y la interrupción del suministro eléctrico, lo que lo hace ideal para esta aplicación, ya que el buque draga estará sometido a condiciones severas como humedad, calor, frío, polvo y fuertes vibraciones.
La serie SEMIL-1700 de Neousys está llamada a redefinir la informática de aplicaciones periféricas, donde la robustez es importante.